The shoshonite porphyry Cu-Au association in the Goonumbla District,N.S.W., Australia

Summary The Goonumbla porphyry copper-gold deposit in N.S.W., Australia, is hosted by late Ordovician (439.2 ± 1.2 Ma)shoshonitic igneous rocks. In terms of their petrography, the rocks vary from andesitic to dacitic lavas and tuffs which are partly intruded by monzonite stocks; they are characterized by high and variable Al₂O₃ (13.4–19.9 wt%), very high K₂O values (up to 6.8 wt%), and high K₂O/Na₂O ratios (0.58–1.48), which are typical for the shoshonite association. The rocks also have enriched LILE concentrations (Ba up to 1200 ppm, Sr up to 1350 ppm), low HFSE (TiO₂ < 0.67 wt%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm), and very low LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), which are typical for potassic volcanic rocks formed in alate oceanic-arc setting.Mineral chemistry of selected magmatic mica and apatite phenocrysts from host rocks reveals relatively high SrO and BaO contents (micas: 0.15 wt% and up to 0.28 wt%, respectively; apatites: up to 0.28 wt% and 0.19 wt%, respectively) and very high halogen concentrations. Micas are characterized by up to 3.9 wt% F and 0.14 wt% Cl, whereas apatites have up to 3.6 wt% F and 0.68 wt% Cl. These very high halogen contents compared to those from barren intrusions imply that the shoshonitic magmatism was the source of mineralization.Copper-gold mineralization consists mainly of bornite, chalcopyrite, chalcocite and minor pyrite and tetrahedrite. Native gold occurs mainly as minute grains within silicates of the host rocks, and more rarely as fine inclusions in the sulphides. Mineralization is accompanied by wallrock alteration comprising a spatially restricted potassic type and a regional propylitic alteration type.Thus, the porphyry copper-gold deposit in the Goonumbla district can be viewed as an additional example of a worldwide association between potassic/shoshonitic magmatism and base- and precious-metal mineralization. More specifically, it appears to be the oldest recorded example of a shoshontie-associated porphyry Cu-Au deposit from a late oceanic-arc setting, a possible modern analogue being Ladolam at Lihir Island, Papua New Guinea

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation im Goonumbla Distrikt, N.S.W., Australien

Zusammenfassung Die Porphyry Cu-Au Vererzung im Goonumbla Distrikt in New South Wales, Australien, sitzt in oberordovizischen (ca. 439.2 ± 1.2 Ma) Shoshoniten auf. Das petrographische Spektrum dieser Gesteine reicht von andesitischen bis dazitischen Laven und Tuffen, die lokal von Monzonit-Stöcken intrudiert werden; die Gesteine besitzen hohe, aber variable Al₂O₃ Gehalte (13.4–19.9 Gew%), sehr hohe K₂O Gehalte (bis zu 6.8 Gew%) und hohe K₂O/Na₂O Verhältnisse (0.58–1.48), die typisch sind für Shoshonite. Außerdem weisen sie hohe Konzentrationen an LILE Elementen (Ba bis 1200 ppm, Sr bis 1350 ppm) auf und geringe Konzentrationen an HFSE (TiO₂ < 0.67 Gew%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm) sowie an LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), die als typisch gelten für potassische Vulkanite von ozeanischen Plattengrenzen.Die Mineralchemie von repräsentativen Glimmer- und Apatit-Phänokristallen ist charakterisiert durch hohe SrO und BaO Gehalte (Glimmer: 0.15 Gew%, bzw. bis 0.28 Gew%; Apatite: bis 0.28 Gew%, bzw. 0.19 Gew%). Sie enthalten ferner sehr hohe Halogen-Konzentrationen. Die Glimmer enthalten beispielsweise bis zu 3.9 Gew% F und 0.14 Gew% Cl, während Apatite bis zu 3.6 Gew% F und 0.68 Gew% Ci aufweisen. Dies erscheint nicht ungewöhnlich, weil Glimmer und Apatite von vererzten Mag matiten zumeist deutlich höhere Halogengehalte besitzen, als solche von unvererzten Magmatiten. Die hohen Halogen-Gehalte in Phänokristallen aus den Shoshoniten legen nahe, die Vulkanite als den Ursprung der Vererzung zu interpretieren.Die Cu-Au Vererzung besteht überwiegend aus den Sulfiden Bornit, Kupferkies, Kupferglanz und vereinzelt auftretendem Pyrit und Tetrahedrit. Gediegen Gold wird in der Regel nur als kleine Partikel innerhalb von Silikaten der shoshonitischen Wirtsgesteine und seltener als feine Einschlüsse in Sulfiden gefunden.Die Vererzung wird von hydrothermaler Alteration der Wirtsgesteine begleitet und zwei Alterationsarten lassen sich unterscheiden: eine potassische sowie eine regional zu beobachtende propylitische Alteration.Die Porphyry Cu-Au Lagerstätte im Goonumbla Gebiet ist ein Beispiel für die weltweit beobachtete Assoziation von Bunt- und Edelmetallvererzungen und potassisch/shoshonitischem Magmatismus. Der Goonumbla Distrikt stellt die älteste bisher bekannte Porphyry Cu-Au Lagerstätte aus einerspätgenetischen ozeanischen Plattengrenze dar. Einmodernes Beispiel für eine Cu-Au Lagerstätte vergleichbaren Typs ist Ladolam auf Lihir Island, Papua New Guinea.

     

Multistage evolution of a volcanic suite in the Eastern Mecsek Mountains, Southern Hungary

Summary This paper proposes a magmagenetic model for the Lower Cretaceous volcanic rocksuite from the Eastern Mecsek Mountains in Southern Hungary based on both major and trace element analysis as well as mineralogical investigations.Trace element patterns of these volcanic rocks refer to a parental melt that originated from a re-enriched mantle. Relatively low Cr, Ni, and Mg# even in the least fractionated olivine-clinopyroxene basalts indicate fractionation of olivine and clinopyroxene prior to the ascent ofolivine-clinopyroxene basaltic magmas which is evident by glomeroporphyritic clinoproxenes with forsterite-rich olivines. Subsequent fractionation of some more 35% of the olivine-clinopyroxene basaltic magma resulted in the formation ofplagioclase basaltic magmas which are devoid of olivine. Instead plagioclase and opaques became the dominant crystallizing phases. After about 60% fractionationmugearites formed from the residual melt. These are depleted in Ni and Cr as well as in Fe, Ti, and V indicating the fractionation of additional Fe-Ti oxides.Tephriphonolitic dike-rocks formed by further fractionation totalling 70–80%, with apatite and feldspar as additional fractionating phases. Finally, thephonolites represent 15–20% residuum of the olivine-clinopyroxene basaltic melt which these calculations started with. They are characterized by strong depletion of Ti and V and all compatible elements; Zr/Hf ratios increase due to clinopyroxene and Fe-Ti oxide fractionation, P and middle rare earth elements are depleted due to apatite fractionation, and Sr, Ba, and Eu are depleted due to feldspar fractionation. Incompatible trace elements such as rare earth elements, Zr, Hf, Nb, Ta, and Rb reach maximum concentrations in the phonolites, yet their distribution patterns resemble still those of olivine-clinopyroxene basalts confirming their cogenetic relationship.The suggested crystallization sequence of olivine + clinopyroxene Fe-Ti oxides plagioclase indicates a high-pressure regime (> 5Kbar) in the magma chamber. Corroded and rimmed clinopyroxene-phenocrysts and the comparison of rims with matrix minerals suggest stepwise pressure release due to adiabatic ascent of magma batches and crystallization under varying conditions.The rocks are classified as within-plate alkali basalts and their fractionation products. Magma genesis is suggested to have been triggered by rifting of the passive European continental margin. Consequent compression indicated by uplift and erosion of the surface, however, prohibited the bulk magma from further ascent causing high-pressure fractionation with only small magma batches reaching the surface.

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Mehrphasige Entwicklung der Magmenabfolge im östlichen Mecsek-Gebirge, Süd- Ungarn

Zusammenfassung Anhand von Haupt- und Spurenelementanalysen sowie mineralogischen Untersuchungen wird ein magmagenetisches Modell für die Abfolge der Vulkanite im östlichen Mecsek-Gebirge (Süd-Ungarn) vorgeschlagen.Spurenelementverteilungsmuster dieser Vulkanite weisen auf eine Ausgangsschmelze aus einem wiederangereicherten Mantel hin. Relativ niedrige Cr- und Ni-Gehalte und niedrige Mg#, selbst in den am wenigsten fraktionierten Olivin Clinopyroxen-Basalten, zeigen eine Fraktionierung derOlivin-Klinopyroxen-basaltischen Magmen noch vor deren Aufstieg an, was durch glomerophyrische Klinopyroxene mit Forsterit-reichen Olivinen bestätigt wird. Die folgende Fraktionierung von weiteren 35% des Olivin-Klinopyroxen-basaltischen Magmas führte zuPlagioklas-basaltischen Magmen, die Olivin-frei sind. Statt Olivin wurden Plagioklas und Erzphasen die vorherrschenden kristallisierenden Phasen. Nach etwa 60% Fraktionierung bildeten sich aus der RestschmelzeMugearite. Diese sind an Ni und Cr sowie an Fe, Ti und V verarmt, was auf die zusätzliche Fraktionierung von Fe-Ti Oxiden zurückgeführt wird.Tephriphonolith-Gänge bildeten sich durch weitere Fraktionierung (70–80%), wobei Apatit und Feldspat als fraktionierende Phasen zunehmend wichtiger wurden. DiePhonolithe repräsentieren eine Restschmelze von 15–20% bezogen auf die Olivin-Clinopyroxenbasaltische Schmelze, die den Berechnungen zugrunde liegt. Sie zeichnen sich durch eine starke Verarmung an allen kompatiblen Elementen sowie Ti and V, durch steigende Zr/Hf-Verhältnisse aufgrund von Klinopyroxen- und Fe-Ti-Oxid-Fraktionierung, durch Verarmung an P und mittleren Seltenerdelementen durch Apatit-Fraktionierung und durch eine Abnahme von Sr, Ba und Eu durch Fraktionierung von Feldspäten aus. Inkompatible Spurenelemente wie die Seltenerdelemente, Zr, Hf, Nb, Ta und Rb erreichen in den Phonolithen Höchstwerte. Ihre Verteilungsmuster ähneln jedoch noch immer jenen der Olivin-Klinopyroxen-Basalte, was ihre kogenetische Beziehung bestätigt.Die ermittelte Kristallisationsfolge Olivin + Clinopyroxen Fe - Ti - Oxide Plagioklas spricht für Drucke > 5 Kbar in der Magmenkammer. Korrodierte Clinopyroxen-Phänokristalle mit Anwachssäumen, sowie der Vergleich der Anwachssäume mit Matrixmineralen, sprechen für einen schrittweisen Druckabfall durch adiabatischen Aufstieg einzelner Magmenschübe und Kristallisation unter sich ändernden Bedingungen.Diese Gesteine werden als Intraplatten-Alkalibasalte und deren Fraktionierungsprodukte klassifiziert. Wahrscheinlich wurde die Magmenbildung durch Dehnung im passiven Kontinentalrand Europas ausgelöst. Nachfolgende Kompression, angezeigt durch Hebung und Erosion der Oberfläche, verhinderte jedoch den weiteren Aufstieg der Magmen. Dies bewirkte eine Hochdruck-Fraktionierung, und nur kleine Magmenschübe konnten die Oberfläche erreichen.

     

Petrology of late proterozoic mafic dikes in the Nico Perez region,central Uruguay

Summary Tholeiitic basaltic and basaltic andesite dikes of Brasiliano (or PanAfrican) age ( 600 Ma) intrude the basement of the Nico Perez region, Uruguay. Major and trace element geochemistry of the basalts indicates that they suffered fractionation in shallow magma chambers. The variation in element ratios, which remain virtually unchanged during fractionation (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb and Ti/Zr), indicate that the dikes are not strictly comagmatic. However, they have certain features in common: LILE and LREE enrichment with respect to HFSE and HREE; high Rb/Ba (> 0.9) and Rb/Sr (> 0.08); low K/Rb (< 214); negative Nb and Ti anomalies (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22 Ti/Zr < 60).⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd at 665 Ma are in the range 0.7052 – 0.7119 and 0.51158 – 0.51177, respectively.The lack of correlations between isotope and trace element variations indicate that these characteristics are not controlled by crustal contamination of the melts. They are interpreted as being due to the melting of an enriched mantle (C1) under the influence of a fluid-rich component (C2) which stabilized a Nb-retaining titanate phase in the residuum. Although this process may be related to a subduction environment, it is also possible that it occurred in an ensialic region by the interaction of deep mantle fluids with the lithospheric continental mantle.The parent mantle underlying the early Proterozoic (1.8 Ga) Florida region had isotope and geochemical characteristics which could evolve to the values observed in the adjacent Nico Perez region. It is therefore proposed that mantle enrichment took place in the early Proterozoic and that this mantle melted under the influence of fluids in the late Proterozoic to derive the Nico Perez dikes.

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Petrologie von spätproterozoischen, mafischen Gängen in der Nico Perez-Region, Zentral Uruguay

Zusammenfassung In das Grundgebirge der Nico Perez-Region, Uruguay, intrudierten tholeiitische und basaltandesitische Gange panafrikanischen (Brasiliano) Alters ( 600 Ma). Die Hauptund Spurenelementgeochemie der Basalte zeigt eine Fraktionierung in seichten Magmakammern an. Die Streuung jener Elementverhältnisse, die während der Fraktionierung scheinbar unverändert bleiben (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb und Ti/Zr), weist darauf hin, daß die Gänge nicht streng komagmatisch sind. Sie haben aber dennoch bestimmte Merkmale gemeinsam: Anreicherung von LILE und LREE in Bezug auf HFSE and HREE; hohes Rb/Ba (> 0, 9) and Rb/Sr (> 0, 08); niedriges K/Rb (< 214); negative Anornalien bei Nb and Ti (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22, Ti/Zr < 60). Bei 665 Ma liegen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd im Bereich von 0, 7052 bis 0, 7119 beziehungsweise von 0,51158 bis 0,51177.Fehlende Korrelationen zwischen Isotopen- und Spurenelement-Streuungen zeigen, daß these Eigenschaften nicht durch Kontamination der Schmelzen mit Krustenmaterial kontrolliert werden. Sie werden mit der Aufschmelzung von angereichertem Mantel (C1) unter dem Einfluß einer Fluid-reichen Komponente (C2) erklärt. Diese Komponente stabilisierte eine Titanat-Phase im Residuum, die Nb zurückhielt. Obwohl dieser Prozeß einem Subduktions-Milieu zugeordnet werden kann, ist es auch möglich, daß er in einem intrakontinentalen Bereich durch Wechselwirkung von Fluiden aus dem tiefen Mantel mit dem kontinentalen Lithosphärenmantel stattfand.Der Ausgangsmantel, der die frühproterbzoische (1, 8 Ga) Florida-Region unterlagert, weist isotopische and geochemische Merkmale auf, aus denen sich die in der benachbarten Nico Perez-Region beobachteten Werte entwickelt haben könnten. Daher wird angenommen, daß die Anreicherung im Mantel im frühen Proterozoikum stattfand und daß dieser Mantel unter tern Einfluß von Fluiden im späten Proterozoikum Schmelzen bildete, von denen die Gange von Nico Perez abgeleitet werden können.

     

Geochemistry and petrogenesis of the Palampur metavolcanics, Lesser Himachal Himalaya, India

Summary The Palampur metavolcanics (PV) in the northwest Himalaya are part of the Late Archaean (2.5 Ga) Rampur flood basalt province (RFBP) which represents one of the oldest manifestation of worldwide mafic magmatism. The volcanics occur as mafic lava flows with evidence of two phases of deformation. The first phase resulted in recrystallisation which almost completely obliterated the primary mineralogy, and the second phase was of weak cataclasis. Immobile trace element ratios as well as cation percent Al - (Fe - Ti) - Mg indicate that the volcanics are tholeiitic in composition. The chemical characteristics, such as the decoupling between HFS and LIL elements i.e., distinct negative Sr, Nb and Ti anomalies in the double normalisation ratios spiderdiagram together with low Ti/Y and Zr/Y ratios, testify the rocks as low-Ti continental flood basalts. The chemical variations in the volcanics can be related to varying extents of partial melting of the mantle source(s), followed by fractional crystallisation (predominantly olivine and clinopyroxene over plagioclase). Positive correlation between LREE and Fe abundances, Ce-Nd and Y/Nd-Zr/Y data preclude any significant role of crustal contamination in the evolution of their bulk chemistry. The REE data and [Mg]-[Fe] relations rather suggest that the parental magma of the PV derived from non-pyrolitic source(s) which was heterogeneous with respect to enrichment in Zr, LREE and Fe/Mg ratios. Mantle metasomatism appears to be the main process of such source enrichment, possibly caused by the addition of a volatilerich silicate melt phase.[/ p]

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Geochemie und Petrogenese der Palampur Metavulkanite, Lesser Himachal Himalaya, Indien

Zusammenfassung Die Palampur Metavulkanite (PV), im nordwestlichen Himalaya, gehören zur spätarchaiischen (2.5 Ga) Rampur Plateau-Basalt-Provinz (RFBP), die einen der ältesten, weltweiten Phasen von mafischem Magmatismus manifestiert. Die Vulkanite treten als mafische Lavaströme auf und zeigen zwei Phasen von Deformation. Die erste resultierte in einer Rekristallisation, die nahezu den gesamten primären Mineralbestand überprägt hat. Die zweite Phase ist durch schwache Kataklase repräsentiert. Immobile Spurenelementverhältnisse, wie auch die Kationenprozent von Al- (Fe- (-Ti) -Mg, deuten eine tholeiitische Zusammensetzung der Vulkanite an. Die chemischen Charakteristika, die im unterschiedlichen Verhalten der HFS und LIL Elemente deutlich werden, deutlich negative Sr, Nb und Ti Anomalien in den zweifach normalisierten Spiderdiagrammen, niedrige Ti/Y und Zr/Y Verhältnisse, bezeugen, dass es sich um Ti-arme, kontinentale Plateaubasalte handelt. Die chemischen Unterschiede innerhalb der Vulkanite können auf unterschiedliche Grade von Aufschmelzung des (der) Mantelmaterials(e), gefolgt von fraktionierter Kristallisation (vor allem Olivin und Klinopyroxen, untergeordnet Plagioklas), zurückgeführt werden. Positive Korrelation der LREE mit Fe, wie auch die Ce-Nd und Y/Nd-Zr/Y Daten schließen eine signifikante Rolle von Krustenkontamination in der Evolution der Gesteinschemie aus. Die REE Daten und die /Mg/-/Fe/ Verhältnisse lassen eher vermuten, dass das Ausgangsmagma der PV von einem nicht-pyrolitischen Material stammt, welches bezüglich Anreicherung an Zr, LREE und Fe/Mg Verhältnis heterogen gewesen ist. Mantelmetasomatose scheint der Hauptprozeß für diese Anreicherng des Ausgangsmaterials gewesen zu sein, die möglicherweise durch Zufuhr einer silikatischen Schmelzphase, reich an flüchtigen Bestandteilen, hervorgerufen wurde.[/ p]

     

Trace elements distribution and mineralogical composition in the < 2-μm size fraction of shales from the Southern Apennines,Italy

Summary Mineralogical composition and trace elements distribution in the < 2-m size fraction of Late Cretaceous-Oligocene shales from the Southern Apennines (Italy) are presented.The clay mineral assemblage consists of illite, smectite, kaolinite and minor chlorite. Analytical evidence points to a detrital micaceous precursor for illite and smectite. Accessory phases were also found. Chemical data, normalized with respect to the Post-Archean Australian Shales (PAAS), indicate depletion of Ba, Rb, Y, Zr and enrichment of Nb. PAAS-normalized REE-patterns exhibit a positive Eu anomaly and HREE depletion. A kaolinite-rich sample has high REE contents in contrast to smectite-rich fractions. A REE-pattern without appreciable Eu anomaly is displayed by the illite-rich sample.Statistical data processing indicates a link between Ti, P, Y, Zr, Nb and Yb, suggesting that accessory phases may play a role in controlling HREE and that the observed LREE/HREE fractionation may also be due to hydraulic sorting of these phases. An important La-kaolinite relationship accounts for the capability of this phase to host LREE. Smectite and, thus, adsorption mechanisms, appear to exert a limited role in distributing REE. The Eu anomaly is a source inherited feature, probably not determined solely by clay minerals.

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Spurenelement-Verteilung und mineralogische Zusammensetzung der < 2m Fraktion von Schiefern aus dem südlichen Appenin (Italien)

Zusammenfassung Die mineralogische Zusammensetzung und die Verteilung der Spurenelemente in der < 2 m Fraktion von spät-kretazischen-oligozänen Schiefern aus dem südlichen Appenin (Italien) werden in Übersicht gebracht. Die Tonmineral-Vergesellschaftung besteht aus Illit, Smectit, Kaolinit und kleineren Mengen von Chlorit. Analytische Daten weisen darauf hin, daß Illit und Smectit aus einem detritischen Glimmermineral hervorgegangen sein dürften. Auch akzessorische Phasen kommen vor. Chemische Daten zeigen gegenüber post-Archaischen australischen Schiefern (PAAS) eine Verarmung in Ba, Rb, Y, Zr und eine Anreicherung von Nb. PAAS-normalisierte SEE-Verteilungsmuster zeigen eine positive Eu Anomalie und eine Verarmung an HSEE. Eine Kaolinit-reiche Probe zeigt hohe Gehalte an gesamten SEE im Gegensatz zu einer Smectit-reichen. Die Illit-reiche Probe zeigt ein SEE-Verteilungsmuster ohne deutliche Eu Anomalie.Statistische Verarbeitung der Daten läßt eine Verbindung zwischen Ti, P, Y, Zr, Nb und Yb erkennen; dies weist darauf hin, daß akzessorische Phasen einen Einfluß auf die HSEE-Verteilung haben und daß die beobachtete LSEE/HSEE Fraktionierung auch auf hydraulische Sortierung dieser Phasen zurückgehen könnte. Es gibt eine bedeutsame Beziehung zwischen La und Kaolinit und diese unterstreicht die Fähigkeit des Kaolinits für die Aufnahme von LSEE. Smectit und Adsorptionsmechanismen scheinen eine geringe Rolle für die Verteilung der SEE zu spielen. Die Eu Anomalie ist eine Erscheinung, die auf die Quelle der sedimentären Minerale zurückgeht und wahrscheinlich nicht ausschließlich durch Tonminerale bestimmt wird.

     

Die niehtkarbonatisehen Bestandteile des Göttinger Musehelkalkes mit besonderer Berücksichtigung der Mineralneubildungen

Zusammenfassung Die mineralogische und chemische Zusammensetzung des Säurerückstandes von 32 Gesteinsproben des Göttinger Muschelkalkes wurde untersucht. Die Röntgenanalysen der feinsten Schlämm- und Zentrifugenfraktionen ergaben Illit, Quarz und geringe Mengen von Kaolinit. Für den Illit wurde durch Vergleich von mineralogischer und chemischer Analyse die Formel errechnet. Die verschiedenen Stadien der Glimmerzersetzung, die schließlich zum Illit führt, ließen sich mikroskopisch beobachten. In den Fraktionen > 2 Ø fanden sich mikroskopisch Quarz; Feldspat (Orthoklas, Mikroklin, Albit, Oligoklas) und Glimmer (Muskovit, Biotit, Zersetzungsprodukte). Quarz und Feldspat kommen als Neubildungen vor. Der authigene Kalifeldspat ist triklin und hat einen optischen Achsenwinkel von 2V = 43° gegenüber 69° für magmatischen Orthoklas Der authigene Albit hat einen Achsenwinkel von 2V = 85–90° gegenüber 77° für magmatischen Albit. Vergleichsweise wurden auch andere Vorkommen untersucht; die dieselben Resultate lieferten.Neben die Hoch- und Tief temperatur-feldspate der Effusiv- bzw. Intrusivgesteine treten demnach die Niedrigtemperaturfeldspate der kalkigen Sedimentgesteïne. Diese Feldspate entsprechen weitgehend den reinen Komponenten KAlSi₃O₈ und NaAlSi₃O₈. Die Beobachtungen lassen vermuten, daß die Albitisierung bereits vor der Sammelkristallisation und völligen Erhärtung des Gesteines stattfand, während die Kalifeldspatisierung erst während oder nach der Diagenese geschah. Der SiO₂-, Al₂O₃- und K₂O-Bedarf wurde wahrscheinlich von den Zersetzungsprodukten der Glimmer gedeckt, der Na₂O-Bedarf vom Meerwasser. Während die Leichtmineralzufuhr im Muschelkalkmeer des untersuchten Gebietes zeitlich und räumlich konstant blieb, schwankte die authigene Feldspatbildung von vorwiegender Kalifeldspatisierung im untersten und im mittleren Muschelkalk zu überwiegender Albitisierung im oberen Muschelkalk. Die eigelben Gesteine des unteren Muschelkalkes sind durch die Zersetzungsprodukte der Magnetitkörner gefärbt. Die Schwerminerale wurden nur qualitativ untersucht.     

Beitrag zur Petrographie der Oberharzer Kulmgrauwacke

Zusammenfassung Mit dem Ziel einer moglichst genauen Beschreibung und Charakterisierung warden zwei Profile aus der Oberharzer Kulmgrauwacke untersucht. Es handelt sich dabei um Profile aus der ältesten und der jüngsten stratigraphisch gesicherten Grauwacke führenden Kulmstufe in diesem Gebiet (III 3 and III).Um eine möglichst große Allgemeingültigkeit der Aussagen zu sichern, wurden zusätzlich Proben aus sieben weiteren Aufschlüssen, die über das ganze Oberharzer Gebiet verteilt sind, zu Vergleichsuntersuchungen herangezogen.Die Mineral- und Gesteinskomponenten der Proben warden mikroskopisch bestimmt und beschrieben. Ihr Gehalt wurde quantitativ nach dem Punktzähl-verfahren vonGlagolev in Dünnschliffen bestimmt.Von verschiedenen charakteristischen Proben mit verschiedenem mittleren Korndurchmesser warden quantitative chemische Analysen durchgeführt, ihre Korngrößenverteilung ermittelt und die Korngestalt ihrer wichtigsten Komponenten beschrieben.Eine besondere — hauptsächlich röntgenographische Untersuchung — wurde an den, den Grauwacken zwischengeschalteten Tonschiefern und an den Tonschieferflatschen in den Grauwacken durchgeführt.Anhand der Untersuchungsergebnisse wurde eine Deutung der Entstehungsbedingungen versucht. Dabei warden Rückschlüisse auf die Zusammensetzung des Liefergebietes, sowie Fragen nach dem Abtragungs-, Transport- und Ablagerungsmechanismus dieser Grauwacken besonders berücksichtigt.     

Clinopyroxenes and amphiboles in a metadolerite from the northern apennines. Implications on the palaeogeographic role of ophiolites

Summary A metadolerite of the ophiolites of the Northern Apennines (Vignola, Panaro Valley, near Modena, Italy) behaves as ocean-floor tholeiites when Ti, P, Zr, Cr, Y and Nb are considered. However, it deviates from typical oceanic tholeiites in that(1) it contains primary alkali amphiboles, (2) its clinopyroxenes plot in the diagram TiO₂–MnO–Na₂O not in the fields of the ocean-floor basalts, and (3) the calculated uranium content of the liquid in equilibrium with its magmatic minerals is similar to the one reported for alkali basalts.These results put constraints on the generalized significance attributed to the ophiolites of the Northern Apennines, i. e. not all of them were generated at spreading ridges similar to the normal ridge segments of the present-day ocean-floors, as has been generally accepted by now.The metamorphic parageneses indicate that the rock underwent low-pressure transformations, probably in oceanic environment, followed by recrystallizations at higher pressure, reasonably in concomitance with an orogenesis.

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Klinopyroxene und Amphibole in einem Metadolerit aus dem Nördlichen Apennin. Folgerungen für die paläogeographische Stellung der Ophiolithe

Zusammenfassung Ein Metadolerit aus den Ophiolithen des Nördlichen Apennins (Vignola im Panaro-Tal bei Modena, Italien) entspricht in den Gehalten an Ti, P, Zr, Cr, Y und Nb den Tholeiiten der Ozeanböden. Er weicht hingegen von typischen ozeanischen Tholeiiten dadurch ab, daß er 1. primäre Alkaliamphibole enthält, daß 2. seine Klinopyroxene im Diagramm TiO₂–MnO–Na₂O nicht in die Felder der Tholeiite der Ozeanböden fallen und daß 3, der berechnete U-Gehalt für die mit seinen magmatischen Mineralen im Gleichgewicht stehenden liquiden Phase ähnlich jener ist, die für Alkalibasalte angegeben wird.Diese Ergebnisse schränken die generelle Bedeutung, die den Ophiolithen des Nördlichen Apennins bisher allgemein zugeschrieben wurde, ein: Nicht alle entstanden an sich ausdehnenden Rücken ähnlich jenen der heutigen Ozeanböden.Die metamorphen Parageneses zeigen, daß das Gestein bei niedrigem Druck, wahrscheinlich in ozeanischer Umgebung, Umwandlungen erlitt; dann folgten Rekristallisationen unter höherem Druck, die wohl zeitlich mit einer Orogenese zusammenfielen.

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With 4 Figures     

LREE distribution in perovskite,apatite and titanite from South West Ugandan xenoliths and kamafugite lavas

Summary In-situ microprobe LREE analyses of perovskite and titanite (La, Ce, Nd), and apatite (La, Ce), from SW Ugandan clinopyroxenite xenoliths and kamafugite lavas indicate that LREE distribution in these minerals is determined by a number of factors related to their different parageneses: In particular LREE content is affected by whether the LREE-bearing minerals have crystallised from metasomatic carbonate or from silicate (i.e. metasomatic or magmatic) melts in the mantle. In this situation LREE partition favours carbonate over silicate melts. Distribution of LREE in perovskite and apatite crystallised from magmatic mantle melts or mantle-derived lavas is chiefly determined by preference of LREE for perovskite > apatite > titanite. LREE zoning in perovskite is influenced by changes in melt structure: increasing melt polymerisation enhancing mineral_LREE/melt_LREE partition into perovskite rims in magmatic xenoliths; decreasing melt polymerisation depleting LREE in lava perovskite rims. This zoning is reinforced by perovskite competition with apatite for LREE: perovskite (cores/rims) co-crystallising with apatite is reduced in LREE. There are 37 instances of perovskitewith Ce below detection while La and Nd levels are normal. These occur in both xenoliths and lavas; in grain zones or whole grains. Likewise Ce alone of the LREE is below detection in six out of ten titanite analyses. These observations are interpreted as evidence for increased f_{O 2}, Ce⁴ + being excluded from these mineral structures. Recognition of these various processes can elucidate the interpretation of bulk rock and bulk mineral LREE signatures in kamafugite volcanism.

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LREE Verteilung in Perovskit, Apatit und Titanit aus Xenolithen und kamafugitischen Laven Südwest-Ugandas

Zusammenfassung In-situ LREE Analysen von Perovskit und Titanit (La, Ce, Nd) und Apatit (La, Ce) aus Klinopyroxenit-Xenolithen und kamafugitischen Laven Südwest-Ugandas zeigen, daß die LREE Verteilung in diesen Mineralen durch eine Vielzahl von Faktoren, die mit Unterschieden in den Paragenesen zusammenhängen, bestimmt wird: Der LREE-Gehalt wird im besonderen davon bestimmt, ob die LREE-führenden Minerale aus metasomatischen Karbonat- oder aus (metasomatischen oder magmatischen) Silikatschmelzen im Mantel auskristallisierten. Dabei erfolgt die LREE Fraktionierung zu Gunsten der Karbonatschmelzen. Die LREE-Verteilung von Perovskit und Apatit, die aus magmatischen Mantelschmelzen oder -laven kristallisierten, wird vorrangig durch den bevorzugten Einbau der LREE in Perovskit > Apatit > Titanit kontrolliert. Der LREE Zonarbau von Perovskit wird durch die Änderungen der Schmelzstruktur beinflußt: Verstärkte Schmelzpolymerisation führt zu verstärkter Mineral_LFEE/Schmelze_LREE Fraktionierung in den Perovskiträndern magmatischer Xenolithe, eine Abnahme der Schmelzpolymerisation hingegen resultiert in einer Abreicherung der LREE in den Perovskiträndern. Diese Art der Zonierung wird durch den Wettbewerb von Perovskit mit Apatit um die LREE verstärkt. Perovskit (Kerne/Ränder), der mit Apatit gemeinsam auskristallisierte, ist ärmer an LREE. 37 Fälle, in denenCe nicht nachweisbar war, La und Nd aber in normaler Konzentration auftreten, wurden sowohl in den Xenolithen als auch in den Laven gefunden; und zwar entweder in Kornbereichen oder in ganzen Körnern. Vergleichsweise liegt Ce nur in sechs von zehn Titanitproben unterhalb der Nachweisgrenze. Diese Beobachtungen werden als Hinweise auf erhöhte SauerstoffFugazitäten, bei denen Ce^4– aus der Mineralstruktur ausgeschlossen wird, angesehen.Ein Verständnis dieser verschiedenen Prozesse kann zur besseren Interpretation von LREE Gesamtgesteins- und Gesamtmineral-Signaturen in Kamafugiten beitragen.

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With 3 Figures     

The Paasivaara PGE reef in the Penikat layered intrusion,northern Finland

Summary Three major PGE-bearing mineralized zones have been found in the layered series of the early Proterozoic Penikat layered intrusion. These are designated as the Sompujärvi (SJ), Ala-Penikka (AP) and Paasivaara (PV) Reefs according to the site of their initial discovery.The uppermost of these, the PV Reef, has the highest Pt/Pd ratio. It is located in the transition zone between the fourth and the fifth megacyclic units. The main host rock is the uppermost anorthosite, disseminated sulphides and associated PGM being concentrated in the interstices of this plagioclase orthocumulate. The Reef has also been encountered in other parts of the transition zone, however, and sometimes even in the lowermost parts of the fifth megacyclic unit. The dominant sulphide paragenesis is chalcopyrite-pyrrhotite-pentlandite, whereas the PGM identified are represented by sperrylite (PtAs₂), kotulskite (PdTe), merenskyite (PdTe₂), isomertieite (Pd₁₁Sb₂As₂), stibiopalladinite (Pd₅Sb₂), cooperite (PtS) and braggite ((Pt, Pd, Ni)S).It is suggested that the PV Reef was formed in the mixing process when the fifth magma pulse intruded into the magma chamber. Mixing of the new magma with the older residual magma in the chamber accounted for the sulphide precipitation. Mixing and convection were probably turbulent at first and the sulphides were thus able to "scavenge" PGE from a large amount of silicate melt. The metal ratios in the mineralization point to a close genetic relationship with the fifth magma pulse.

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Das Paasivaara PGE Reef in der Penikat-Intrusion, Nord-Finnland

Zusammenfassung In den geschichteten Serien der frühproterozoischen Intrusion von Penikat kommen drei grössere PGE-führende Zonen vor. Diese werden als die Sompujärvi (SJ), Ala-Penikka (AP) und Paasivaara (PV) Reefs bezeichnet, entsprechend den Lokalitäten der Entdeckung.Das am höchsten gelegene PV Reef hat die höchsten Pt/Pd Verhältnisse. Es liegt in der Übergangszone zwischen der vierten und der fünften megazyklischen Einheit. Das wichtigste Wirtsgestein ist der oberste Anorthosit, wo disseminierte Sulfide und assoziierte PGM in den Zwischenräumen dieses Plagioklas-Orthokumulates vorkommen. Das Reef wurde auch in anderen Teilen der Überganszone beobachtet und manchmal sogar in den untersten Partien der fünften megazyklischen Einheit. Die dominierende Sulfidparagenese ist Kupferkies-Magnetkies-Pentlandit; PGM sind Sperrylith (PtAs₂), Kotulskit (PdTe), Merenskyit (PdTe₂), Isomertieit (Pd₁₁Sb₂As₂), Stibiopalladinit (Pd₅Sb₂), Cooperite (PtS) und Braggit ((Pt, Pd, Ni)S).Es wird angeregt, dass das PV Reef während der Mischungsvorgänge bei der Intrusion des fünften Magma Pulses in die Magmenkammer entstanden ist. Mischung des neuen Magmas mit dem alten Residual-Magma in der Kammer war für die Ausfällung der Sulfide verantwortlich. Mischung und Konvektion dürften anfangs turbulent gewesen sein, und so konnten die Sulfide die PGE aus einem beträchtlichen Anteil der Silikatschmelze entfernen. Die Metallverhältnisse dieser Vererzung lassen eine enge genetische Verbindung mit dem fünften Magmapuls erkennen.

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With 8 Figures     

Beitrag zur Geochemie österreichischer Granitoide

Zusammenfassung Es wurden 122 Proben granitoider Gesteine, die größtenteils aus dem Bereiche der Alpen und der südlichen Böhmischen Masse stammen, mit Hilfe instrumenteller Methoden auf die Elemente Be, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, K, Li, Ni, Pb, Rb, Sc, Sn, Sr, Ti, Tl, V, Y, Zn und Zr analysiert. Dabei fanden die Emissionsspektral-analyse und die Röntgenfluoreszenzanalyse Anwendung. Für die Bestimmung sehr geringer Konzentrationen der Elemente Pb, Sn, Tl und Zn in sauren Silikatgesteinen wurde eine spezielle Doppelbogenmethode ausgearbeitet.Aus den Analysendaten wurden die Durchschnittsgehalte der einzelnen Elemente errechnet und mit Literaturwerten über die Gehalte von seltenen Elementen in Granitoiden verglichen. Bei den meisten Daten wurde Übereinstimmung gefunden, bei einigen anderen (Be, Co, Ni, Rb, Sc) Korrekturvorschläge gemacht.Die Variationsbreiten der Konzentrationen der einzelnen Elemente wurden an Hand von Histogrammen beschrieben und kurz diskutiert.

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Summary 122 samples of granitoidic rocks from the Alps and the southern part of the Bohemian Massif were analysed for the elements Be, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, K, Li, Ni, Pb, Rb, Sc, Sn, Sr, Ti, Tl, V, Y, Zn, and Zr by means of emission-spectrochemical analysis and X-ray fluorescence analysis. A special method employing a double arc was developped for determining very small concentrations of the elements Pb, Sn, Tl, and Zn in acid silicate rocks.The average contents of the individual elements were calculated from the data of analysis and compared with the data on the contents of rare elements in granitoidic rocks, as quoted in literature. In most cases the data were conformable, however, in some other cases (Be, Co, Ni, Rb, Sc) corrections were suggested.The ranges of the concentrations of the individual elements were described by means of histograms and were discussed briefly.

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Mit 4 Textabbildungen

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Herrn Professor Dr.F. Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Aus der Klimageschichte des Rheinlandes

Zusammenfassung An Hand einer Klimakurve und -tabelle (Abb. 1) wird die Klimageschichte. des nördlichen Rheinlandes kurz erläutert. Für das Paläo- und Mesozoikum liegen relativ wenige, für das Tertiär und Quartär dagegen zahlreichere Klimazeugen vor. Etwas genauer wird das Tertiär von Rott und die Frage jahreszeitlicher Entstehung der dortigen Blätterkohle besprochen. Im großen und ganzen scheint die Klimaentwicklung recht einfach zu sein; sie führt seit dem Devon vom tropischen Riffgürtel über die warm-aride und subtropische zur gemäßigten und arktischen Zone.Nach einem Vortrag, gehalten auf der Klimatagung der Geologischen Vereinigung am 6. Januar 1951 in Köln.     

Über Spaltbarkelt und Kristallstruktur

Zusammenfassung Die Zusammenhänge zwischen Spaltbarkeit und Kristallstruktur werden aufgezeigt. Es werden dieverschiedenen Spalebarkeitsgrade einiger Kristallarten gedeutet, wodurch die bei der Spaltbarkeit wirksamen Faktoren sich zu erkennen geben. Die Vorstellung, daß die dichtest besetzte Netzebéne als beste Spaltfläche auftritt, gilt nicht allgemein und ist nicht ursächlich richtig. Vielmehr hängt Verlauf und Güte der Spaltbarkeit von zwei Faktoren ab: l. Diejenige Netzebene ist die beste Spaltfläche zwischen deren paralleler Schar schwächste Kräftearten (heterodesmische Kristalle) bzw. geringste Anzahl von Bindungen je Flächeneinheit wirksam sind (homodesmische Kristalle). 2. Bei allen nicht stark anisometrischen Kristallen, wenn ihre Bausteine einen — wenn auch nur geringen — heteropolaren Bindungscharakter tragen, muß stets die Bedingung erfüllt sein, daß durch geringe Verschiebung eines Gitterteiles gegenüber dem anderen gleichnamige Ionen einander auf kürzest möglichen Abstand genähert werden können. Dadurch erfolgt elektrostatische Zersprengung des Kristalls parallel einer Ebene. Diese HypotheseJ. Starks wird hier bewiesen, und es wird gezeigt, daß bei Gleichheit der Größe der Bindungskräfte, welche zwischen parallelen Netzebenen im ungestörten Kristall wirksam sind, die Güte der Spaltbarkeit dann am besten ist, wenn nicht nur die nächst-benachbarten sondern auch die übernächsten gleichnamigen Ionen nach Verschiebung des einen Kristallteiles gegenüber dem anderen in Abstoßungsstellung gebracht worden sind.     

Mineralogisch-petrographische Untersuchungen an den Sedimenten (Schichtflutfanglomeraten) des Oberrotlieegenden von Schramberg

Zusammenfassung Die Sedimente des Oberrotliegenden von Schramberg bestehen aus Gesteinsbruchstücken und Quarz-, Feldspat- und Glimmerkörnern. Außer bei den selten vorkommenden Sandlagen überwiegen die Gesteinsbruchstücke.Die im Sediment auftretenden Gesteinsarten (Granit, Gneis, Quarzporphyr, Granitporphyr) stimmen mit den heute in der Nähe anstehenden Gesteinsarten des Grundgebirges überein, weshalb die nähere Umgebung als Ursprungsgebiet angesehen werden muß. Die größte Entfernung (ca. 10 km) hat vermutlich der Gneis zurückgelegt. Im Grundgebirge der Schramberger Gegend scheinen während des Oberrotliegenden keine anderen Gesteisarten mehr angestanden zu haben, als heute dort anstehen.Die prozentuale Verteilung und die Kornverteilungen der Minerale in den Gesteinsbruchstücken der Hauptgesteinsart (Granit) und bei den Einzelmineralkörnern stimmen überein. Hieraus ergibt sich, daß Einzelmineralkörner und Gesteinsbruchstücke dem selben Ursprungsort entstammen. Das einzige beobachtete Tonmineral ist aus den Ursprungsgesteinen stammender Muscovit.Hämatit überkrustet fast alle Körner des Sediments. Er kann aus eisenhaltigen Mineralien, und zwar nur bei tief liegendem Grundwasserspiegel und einer mittleren Jahrestemperatur von mehr als 15° C gebildet worden sein.Die frei vorhandenen Schweremineralien stammen aus den gleichen Ursprungsgesteinen wie die anderen Bestandteile des Sediments. Granat ist nur in den Gesteinsbruchstücken, nicht jedoch in Form von freien Körnern erhalten geblieben. Rutil wurde sowohl in Form freier Körner als auch in den Gesteinsbruchstücken überwiegend in Anatas umgewandelt.Die Beobachtungen der Gesteinsschichtung lassen auf Wassertransport in Form von Schichtfluten mit rascher Abnahme von Turbulenz und Geschwindigkeit mit anschließendem vollständigem Versickern schließen.Die Untersuchung von Kugeligkeit und Rundung der Körner ergab zwei Maxima, und zwar bei 0,2–0,6 mm und > 4 mm Korndurchmesser. Das feinkörnige Maximum wird als Folge von Windtransport (wobei nicht Transport in das endgültige Lager gemeint ist), das grobkörnige durch Wassertransport gedeutet. Die Tatsache der Zurundung der Kornklassen > 4 mm schließt Transport in Form von Schlammströmen aus. Ein Vergleich der gemessenen Rundung mit der Rundung eines rezenten Sedimentes ergibt übereinstimmend mit den Ergebnissen der lithologischen Untersuchung einen Transportweg der Größenordnung 10 km.Mit Ausnahme der Sandlagen zeigen die Sedimente bimodale Kornverteilung, die folgendermaßen gedeutet wird: Das Ursprungsgestein (hauptsächlich Granit) unterlag physikalischer Verwitterung. Zusätzlich wurden durch Windeinwirkung kleinere Gesteinsbruchstücke zerstört, sodaß im entsprechenden Korngrößenbereich ein Defizit, und im Korngrößenbereich der Einzelmineralkörner ein Mazimum entstand, da durch Wind an Einzelmineralkörnern keine Zerstörung, sondern nur Abrundung stattfinden kann. Abtransport duch Wasser und vollständige, plötzliche Ablagerung bedingen die Begrenzung der Kornverteilungshistogramme auf der grobkörnigen Seite. Die Transportfähigkeit des Wassers wid demnach durch diese Begrenzung ausgedrückt.Ws wird die zusammenfassende genetische Bezeichnung Schichtflutfanglomerate vorgeschlagen.Die vorliegenden Untersuchungen bestätigen die bisherige Ansicht über die Entstehung der Sedimente des Oberrotliegenden im Schwarzwald.     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Über die Herkunft der ostalpinen Vererzung

Zusammenfassung Die Erörterung beschränkt sich unter Ausschaltung anderer Vorkommen auf Lagerstätten der alpinen Metallogenese im Sinne von W.Petrascheck. Sie werden als genetisch zusammengehörige, in Metallzonen gegliederte Abfolge betrachtet, deren Bildung jünger ist als die großen Deckenbewegungen und etwa ins ältere bis mittlere Tertiär zu stellen ist. Zeitlich, nur für Teile der Vererzung auch räumlich, ist eine Ableitung vom Magmatismus der periadriatischen Intrusiva und der Andesite des Südostens möglich, die Gesamtanordnung weist aber auf ein Herdgebiet in der durch die Hohen Tauern bezeichneten Gebirgsachse hin. Hier bestehen engste Beziehungen der Lagerstätten zu den Bildungen der alpidischen Metamorphose und deren Stoffwanderungen. Ein Teil des Stoffbestandes der Lagerstätten ist aus dem Stoffwechsel der Metamorphose ableitbar, der andere mit größerer Wahrscheinlichkeit von magmatischer Abkunft. Weder nur der Magmatismus noch nur die Metamorphose kann heute als zureichende Quelle der Gesamtvererzung der Ostalpen angesehen werden, sondern diese steht offenbar mit beiden in Beziehung und kann nur zusammen mit diesen beiden Erscheinungen und neben diesen als Auswirkung der Tiefenvorgänge der alpidischen Orogenese begriffen werden.     

Zur Petrologie der Hornblendegarbenschiefer der Ostalpen

Zusammenfassung Die Bildung der Hornblendegarbenschiefer in den Ostalpen, die am Beispiel verschiedener Probengebiete (Greinerserie-Zillertal, Schneebergerzug-Ötztal, Donnersbachwald-Wölzer Tauern, Radenthein-Millstätter Alpe) diskutiert wird, erfolgte bei den Vorkommen des Penninikums im Zuge der alpinen Metamorphose. Alle Garbenschiefer des mittelostalpinen Kristallins sind ein Produkt der variskischen Metamorphose und haben nur eine geringfügige alpine Überprägung erfahren. Für die Vorkommen im Schneebergerzug läßt sich zusätzlich ein früh- oder vorvariskisches Ereignis auf Grund von Reliktstrukturen nachweisen. Die Bildung der Garbenschiefer erstreckt sich vom Metamorphosebereich der obersten Grünschieferfazies bis in die Amphibolitfazies. Für die einzelnen Probengegebiete konnten diepT-Bedingungen der Metamorphose auf Grund koexistierender Mineralphasen festgelegt werden. Im Pauschalchemismus der Garbenschiefer sind neben den für die Bildung der tschermakitischen Hornblenden notwendigen Konzentrationen an Al, Ca und Mg, noch zum Teil sehr beträchtliche TiO₂-Gehalte und hohe Na₂O-Werte, bei gleichzeitig niederen K₂O-Werten, bermerkenswert. Meist variabel sind die Si- und Fe-Konzentrationen.Als Ausgangsmaterial kann man folgende Sedimente in Betracht ziehen: Si- und Al-reiche dolomitische Mergel oder tuffitische Lagen in einem tonigen, sandigen bzw. karbonatreichen Sediment.In einigen Fällen ist eine Entstehung aus dolomitischem Mergel möglich, dies trifft vor allem für die epidot- und karbonatreichen Garbenschiefer zu. Auf Grund der hohen TiO₂-Gehalte (bis über 4 Gew-% TiO₂) und des hohen Na-Überschuß, ist für die größere Anzahl der Garbenschiefer ein Tuffit als Ausgangsmaterial anzunehmen.

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Petrography and genesis of the Hornblendegarbenschiefer of the Eastern Alps

Summary The genesis of the Hornblendegarbenschiefer in the Eastern Alps is discussed as an example of the more important occurrences (Greinerserie-Zillertal, Schneebergerzug-Ötztal, Donnersbachwald-Wölzer Tauern, Radenthein-Millstätter Alpe) formed in the Penninic Area during the Alpine metamorphism. All of the Garbenschiefer in the mittelostalpines Altkristallin are a-product of the Variscian metamorphism and have experienced only a relatively insignificant Alpine influence. Relicts structures indicate an additional earlier event for the occurrences in the Schneebergerzug. The formation of the Garbenschiefer extends from the highes green schist facies to the amphibolit facies. The metamorphicpT conditions for the individual sample locations could be determined from coexisting mineral phases. The Al, Ca and Mg concentrations necessary for tschermakitic hornblende formations are present. What is particularly interesting in the chemical composition of the Garbenschiefer is the presence of high TiO₂-concentrations and of Na₂O in large amounts but coupled with low K₂O values. The most variable concentrations are those for Si and Fe.The Garbenschiefer can be formed from Si- and Al-rich dolomitic marl or tuffitic layers. The development from a dolomitic marl is possible mainly for epidote- and carbonate-rich Garbenschiefer. Because of the high TiO₂-contents (up to 4 wt.% TiO₂ and the high Na-excess, one can assume a formation from a tuffite for most Garbenschiefer.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Subduction-related Late Permian shoshonites of the Sydney Basin, Australia

Summary The Late Permian shoshonitic province of the southern Sydney Basin consists of lavas and intrusions confined to a 140 km long coastal belt, but geophysical and sedimentological data indicate that the province once had a length of at least 340 km. Both petrographic and geochemical data indicate shoshonitic affinities for these Late Permian rocks and, although the compositional range is from 48.4 to 60.6% SiO₂, all units except an andesite lava have <55% SiO₂. Subduction-related attributes of the province include enrichment in Al₂O₃ and LILE (Rb, K and LREE), depletion in HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti), low Nb/U, and Sr/Nd of 30–35. Initial (at 250 Ma)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ranges from 0.70294 to 0.70440 whereas _Nd values range from +5.11 to +2.14 and plot almost exclusively in the mantle array. Low MgO and mg-numbers (maximum 7.37% and 64.5, respectively) demonstrate that none of the shoshonites represent primary magmas in equilibrium with mantle peridotite. Isotopic data and elemental contents are not supportive of a model in which crustal contamination is the dominant process in magma petrogenesis, but do not exclude contamination with Sr-rich material having a low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and high _Nd values.A temporal correlation between igneous rocks from the southern Sydney Basin, Dampier Ridge, New England and Tasmania indicates a widespread magmatic event which was, at least in part, shoshonitic in character and which developed in response to subduction along the east coast of Gondwanaland. The geochemical similarity between the Dampier Ridge and Sydney Basin samples does not support a model for spatial compositional variation across a subduction-related magmatic belt but, coupled with the variations in isotopic ratios, implies heterogeneity in the source.

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Spät-permische Schoschonite des Sidney Beckens in Australien

Zusammenfassung Die spät-permische Schoschonit Provinz des südlichen Sidney Beckens besteht aus Laven und Intrusionen, die in einem 140 km langen Gürtel längs der Küste auftreten. Geophysikalische und sedimentologische Daten weisen darauf hin, daß diese Provinz ursprünglich eine Länge von mindestens 340 km hatte. Sowohl petrographische wie geochemische Daten weisen auf schoschonitische Affinität dieser spät-permischen Gesteine hin. Obwohl die SiO₂ Gehalte von 48.4 bis 60.6% schwanken, haben alle Einheiten mit Ausnahme einer andesitischen Lava < 55%. Auf Subduktion weisen u.a. Anreicherungen an Al₂O₃ und LILE (Rb, K and LREE), die Verarmung an HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti) niedrige Nb/U und Sr/Nd von ungefähr 30–35 hin. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initiale, berechnet für 250 Ma, liegen zwischen 0.70294 und 0.70440 und die _Nd-Werte zwischen +5,11 und +2,14 und fallen fast ausschließlich in den Mantel-Bereich. Niedrige MgO und mg-Zahlen (Maximal 7,37% bzw. 64,5) zeigen, daß die Schoschonite nicht primäre Magmen, die mit Mantelperidotiten im Gleichgewicht sind, darstellen. Isotopendaten und Elementgehalte weisen nicht auf ein Modell hin, bei dem Krusten-Kontamination bei der Magmen-Genese eine wichtige Rolle spielte, aber eine Nichtkontamination mit Material, das niedrige⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Werte und hohe _Nd Werte hat, ist nicht auszuschließen. Eine zeitliche Beziehung zwischen den magmatischen Gesteinen des südlichen Sydney-Beckens, dem Dampier Ridge, Neuengland und Tasmanien weist auf ein weit verbreitetetes magmatisches Ereignis hin, das zumindest teilweise schoschonitischen Charakter hatte und das auf Subduktion längs der Ostküste von Gondwanaland zurückführbar ist. Die geochemische Ähnlichkeit von Proben des Dampier Ridge und des Sydney Beckens weist nicht auf räumliche Variationen in der Zusammensetzung über einen subduktionsbezogenen magmatischen Gürtel hin, sondern läßt eher, zusammen mit den Variationen der Isotopendaten, heterogene Quellen für diese Gesteine vermuten.

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With 10 Figures     

Zur Mechanik der ostalpinen Deckenbildung

Zusammenfassung Die Mechanik der Deckenbildung ist eine aktuelle Streitfrage bei der Deutung alpiner Gebirgsbildung. Zwei Leitvorstellungen stehen zur Diskussion: 1. Tangentialdruck in der Erdkruste verursacht Faltungen und Deckenüberschiebungen in der mobilen geosynklinalen Zone; 2. Gravitationstektonik zufolge von endogen bedingten Hebungen und Senkungen verursacht die lateralen Massenverlagerungen der alpinen Orogenese.Im ersten Falle also Mobilismus (Wandertektonik), mit Einengung der Geosynklinale, begleitet von Verschluckung der Sialkruste oder crustal buckling. Im zweiten Falle Fixismus (Standtektonik), das heißt nur Durchbewegung der Tektonosphäre zufolge von Materialkreisläufen im geosynklinalen Bereiche, ohne daß notwendigerweise auch die Nebengebiete mitbeteiligt werden und sich nähern müssen.An der Hand von drei genetischen Profilen über Salzburg und die Hohen Tauern wird erläutert, daß es möglich ist, die ostalpine Orogenese mit Hilfe des zweiten Leitbildes zu erklären.Die Gravitationstektonik oder Sekundärtektogenese tritt in verschiedenen Stockwerken auf. Die Abgleitung der alpinen Sedimenthaut liefert Decken von helvetischem Typ. Wenn auch das kristalline Grundgebirge am lateralen Transport mitbeteiligt ist, entstehen Decken vom ostalpinen Typ. Die Verfließungen der tiefen, rheomorphen Teile der Kruste (Migma und z. T. palingenes Magma) liefern die Decken penninischen Charakters, welche im Tauernfenster aufgeschlossen sind.Die erste orogene Hauptphase war die tieforogene oder Gosauphase der mittleren Kreide, wobei die Proto-Austriden und Proto-Penniden in die Tauernvortiefe wanderten.Die zweite orogene Hauptphase war die hochorogene oder Molassephase des Mitteltertiärs, wobei die Tauernzone als Geantiklinale emporgewölbt wurde. In den nördlichen Kalkalpen fanden nordvergente, in den südlichen Kalkalpen südvergente Bewegungen statt.Zum Schlusse wurden die nördlichen Kalkalpen gegen die Molasse aufgeschoben, welche Bewegung im zentralen Tauernsektor wahrscheinlich mechanisch mit der Gailabschiebung in der Südflanke der Geantiklinale zusammenhängt.Die Deutung der Mechanik der ostalpinen Deckenbildung nach dem Leitbild der Schwerkrafttektonik führt also zum Ergebnis, daß Krustenverkürzung keine notwendige Begleiterscheinung alpiner Orogenese ist. Diese Schlußfolgerung steht in Übereinstimmung mit gravimetrischen und seismischen Beobachtungen.     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures